(57)【要約】【課題】個々の乗員に対して最適な空調を提供することができる車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置は、空調ユニット３を空調制御装置２で制御して、車両の車室内の空調を行う。空調ユニット３は、個々の乗員の複数の部位に空調空気を吹き出すための乗員用吹出口を含む複数の吹出口から、空調空気を車室内に供給する。室温センサ５１は、個々の乗員の存在領域毎に、かつ異なる複数の高さにおける室温を検出する。空調ユニット３は、乗員用吹出口から吹き出す空調空気の温度と流量の少なくとも一方を、乗員用吹出口毎に変更可能であり、空調制御装置２は、領域毎の室温に基づいて、その領域の乗員のための乗員用吹出口から吹き出す空調空気の温度と流量の少なくとも一方を制御する。【選択図】図１
2005349935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車室内の空調を行う車両用空調装置であって、
前記車室内の複数領域の室温を取得する室温取得手段と、
個々の乗員の複数の部位に空調空気を吹き出すための乗員用吹出口を含む複数の吹出口から、空調空気を車室内に供給する空調空気供給手段と、
前記空調空気供給手段を制御し、前記車室内の空調を行う制御手段を備え、
前記室温取得手段は、個々の乗員の存在領域毎に、かつ異なる複数の高さにおける室温を、個別領域室温として取得し、
前記空調空気供給手段は、前記乗員用吹出口から吹き出す空調空気の温度と流量の少なくとも一方を、前記乗員用吹出口毎に変更可能であり、
前記制御手段は、前記個別領域室温に基づいて、対応する乗員のための乗員用吹出口から吹き出す空調空気の温度と流量の少なくとも一方を制御する車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用空調装置であって、
前記室温取得手段は、前記乗員の頭部位置近傍の室温と前記乗員の脚部位置近傍の室温を取得する車両用空調装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両用空調装置であって、
前記室温取得手段は、前記乗員の頭部位置近傍の室温を乗員用シートのヘッドレストに配置された温度センサを利用して取得し、前記乗員の脚部位置近傍の室温を前記乗員用シートの着座部下方に配置された温度センサを利用して取得する車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の車両用空調装置であって、
前記乗員用吹出口は、前記乗員の頭部方向に空調空気を吹き出す頭部用吹出口と、前記乗員の脚部方向に空調空気を吹き出す足元用吹出口を含む車両用空調装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の車両用空調装置であって、
前記乗員の各々に対応して設けられる吸込口から前記車室内の空気を吸い込む空気吸込手段を備える車両用空調装置。
【請求項６】
請求項５記載の車両用空調装置であって、
前記吸込口が設けられる高さは、前記乗員の各々に対応して設けられる前記複数の吹出口の高さの中間の高さである車両用空調装置。
【請求項７】
請求項６記載の車両用空調装置であって、
前記吸込口は、乗員用シートの着座面及び背もたれ面に設けられる車両用空調装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項記載の車両用空調装置であって、
前記乗員の存在を検出する乗員検出手段を備え、
前記制御手段は、前記個別領域室温に基づく前記空調空気の制御を、前記乗員検出手段によって存在が検出された乗員のための乗員用吹出口から吹き出す空調空気についてのみ行う車両用空調装置。
【請求項９】
請求項８記載の車両用空調装置であって、
前記乗員検出手段は、乗員用シートの着座部に設けた圧力センサを利用して前記乗員の存在を検出する車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の室内を快適にするため、空調装置が設けられる。車両用の空調装置は、一般に複数の吹出口から空調空気を吹き出し、室内温度が所定の温度となるように自動又は手動で空調空気の温度又は流量が制御される。しかし、車両の室内空間は一般に狭く、外気温、日射量等の影響も大きいため、乗員全員が快適となるような空調を行うことは、簡単ではない。
【０００３】
特許文献１には、温風と冷風との混合割合を調整し、フェイス側の空調風とフット側の空調風の温度を制御する車両用空調装置が記載されている。この空調装置は、車室外温度、車室内温度、車室内への日射量を示す信号を利用してフェイス側の空調風とフット側の空調風の一方又は両方の温度を制御し、車室内の温度を乗員の希望する温度としている。
【０００４】
しかし、車室内温度については、代表的な室内領域の温度を検出するものと想定され、そのような温度を利用してフェイス側の空調風とフット側の空調風の温度を制御するため、個別の乗員にとって必ずしも最適な空調温度とならない。
【０００５】
特許文献２には、車室内の左右の各座席毎を互いに独立して空調することのできる後部座席用空調ユニットを備えた車両用空調装置が記載されている。この空調装置は、車室内の各座席毎に設けられて各座席毎の乗員に空調風を吹き出すための吹出口とを備え、各座席毎の吹出風量または吹出温度または吹出口モードを、各座席毎に独立して調整することが可能な空調手段を有している。しかし、座席毎の室内温度の制御は、特許文献１の車両用空調装置と同様、内気温センサ、外気温センサおよび日射センサの信号に基づいて行っており、個別の乗員にとって必ずしも最適な空調温度とならない。
【０００６】
特許文献３には、乗員の複数の部位の表面温度と車両室内の気温を検出し、これらの検出温度を含む各種変量に基づいて、複数の吹出口から吹出される空気の温度を制御する車両用空調装置が記載されている。乗員の複数の部位の表面温度を検出することによって日射の方向や日射強度を推定し、乗員の温感にマッチした空調制御を行うものである。しかし、乗員の複数の部位の表面温度は、日射の方向や日射強度を推定に利用されるものであり、個別の乗員にとって必ずしも最適な空調温度とならない。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２３５９１４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４１５１８号公報
【特許文献３】特開２００１−３１５５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、個々の乗員に対して最適な空調を提供することができる車両用空調装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の車両用空調装置は、車両の車室内の空調を行うものであって、前記車室内の複数領域の室温を取得する室温取得手段と、個々の乗員の複数の部位に空調空気を吹き出すための乗員用吹出口を含む複数の吹出口から、空調空気を車室内に供給する空調空気供給手段と、前記空調空気供給手段を制御し、前記車室内の空調を行う制御手段を備え、前記室温取得手段は、個々の乗員の存在領域毎に、かつ異なる複数の高さにおける室温を、個別領域室温として取得し、前記空調空気供給手段は、前記乗員用吹出口から吹き出す空調空気の温度と流量の少なくとも一方を、前記乗員用吹出口毎に変更可能であり、前記制御手段は、前記個別領域室温に基づいて、対応する乗員のための乗員用吹出口から吹き出す空調空気の温度と流量の少なくとも一方を制御するものである。
【００１０】
具体的には、乗員が設定した設定温度と車外温度、日射量等に応じて前記複数領域の室温の目標温度を求め、前記室温取得手段から取得した前記個別領域室温が前記設定温度となるように、対応する乗員のための乗員用吹出口から吹き出す空調空気の温度と流量の少なくとも一方を制御する。本発明によれば、季節、天気、湿度等にかかわらず、個々の乗員毎に最適な空調を実現することができる。
【００１１】
本発明の車両用空調装置は、前記室温取得手段が、前記乗員の頭部位置近傍の室温と前記乗員の脚部位置近傍の室温を取得するものを含む。本発明によれば、個々の乗員毎に、頭寒足熱となるような空調を実現することができる。
【００１２】
本発明の車両用空調装置は、前記室温取得手段が、前記乗員の頭部位置近傍の室温を乗員用シートのヘッドレストに配置された温度センサを利用して取得し、前記乗員の脚部位置近傍の室温を前記乗員用シートの着座部下方に配置された温度センサを利用して取得するものを含む。温度センサは、例えばヘッドレスト上部と乗員シート座席部下方に配置される。本発明によれば、個々の乗員の存在位置の室温を簡単に取得することができる。
【００１３】
本発明の車両用空調装置は、前記乗員用吹出口が、前記乗員の頭部方向に空調空気を吹き出す頭部用吹出口と、前記乗員の脚部方向に空調空気を吹き出す足元用吹出口を含むものである。本発明によれば、頭寒足熱となるような空調空気を、個々の乗員毎に簡単に供給できる。
【００１４】
本発明の車両用空調装置は、前記乗員の各々に対応して設けられる吸込口から前記車室内の空気を吸い込む空気吸込手段を備えるものを含む。ここで、吸い込まれた車室内空気は、ダクトを介して車外へ排出又は空調空気供給手段に戻される。また、強制的に室内空気を吸い込むファンを設けてもよい。本発明によれば、乗員毎に供給された空調空気が乗員毎の吸込口から吸い込まれるので、他の乗員に対する空調空気との混合を減少させることができ、乗員毎の温度制御を効率的に行われる。
【００１５】
本発明の車両用空調装置は、前記吸込口が設けられる高さが、前記乗員の各々に対応して設けられる前記複数の吹出口の高さの中間の高さであるものを含む。本発明によれば、複数の吹出口からの温度制御された空調空気の混合を減少させることができ、乗員毎の温度制御を効率的に行われる。
【００１６】
本発明の車両用空調装置は、前記吸込口が、乗員用シートの着座面及び背もたれ面に設けられるものを含む。本発明によれば、乗員毎の吸込口を簡単に設けることができる。
【００１７】
本発明の車両用空調装置は、前記乗員の存在を検出する乗員検出手段を備え、前記制御手段が、前記個別領域室温に基づく前記空調空気の制御を、前記乗員検出手段によって存在が検出された乗員のための乗員用吹出口から吹き出す空調空気についてのみ行うものを含む。本発明によれば、乗員の存在しない領域については、個別領域室温に基づく空調空気の制御を省略することにより、空調空気供給手段を負荷が減少し、エネルギー効率の向上が期待できる。なお、運転席における乗員検出は省略することもできる。
【００１８】
本発明の車両用空調装置は、前記乗員検出手段が、乗員用シートの着座部に設けた圧力センサを利用して前記乗員の存在を検出するものを含む。本発明によれば、乗員の存在を簡単かつ確実に検出することができ、個別乗員に対する最適な空調を効率的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、個々の乗員に対して最適な空調を提供することができる車両用空調装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１に、本発明の実施の形態の車両用空調装置の概略構成を示す。図１の車両用空調装置は、操作パネル１、空調制御装置２、空調ユニット３、駆動部３１、状態センサ３２、空気吸込ユニット４、室温センサ５１、外気温センサ５２、日射量センサ５３、着座センサ５４を含んで構成される。
【００２１】
操作パネル１は、乗員が空調装置を操作するためのもので、自動モード又は手動モードの選択、温度設定等を行う操作部、空調装置の状態を示す表示部を含む。空調制御装置２は、空調ユニット３の動作を制御し、車室内の空調を制御するもので、所定のプログラムによって動作するプロセッサ（図示せず）を主体に構成される。空調制御装置２の機能については後述する。
【００２２】
空調ユニット３は、少なくとも温度が制御された空調空気を、空調空気を車室内に供給するもので、複数の吹出口を有する。吹出口は、個々の乗員の複数の部位に空調空気を吹き出すための乗員用吹出口を含んでおり、乗員用吹出口から吹き出す空調空気の温度と流量の少なくとも一方は、乗員用吹出口毎に変更可能である。空調空気の温度は、冷風と暖風の混合割合を変更することによって変更することができ、空調空気の流量は、空調空気供給通路に設けたブロアによって変更可能である。空調空気の温度及び流量を制御する方法自体は、特許文献１ないし３にも示されるように周知であるので、詳細な説明を省略する。駆動部３１は、空調空気の温度及び流量を制御するためのダンパやブロア等を駆動するものであり、状態センサは、空調ユニット３の各種状態量（例えば空調空気温度、空調空気流量、ダンパの開度、ブロアの回転数等）を検出するものである。
【００２３】
乗員用吹出口は、個々の乗員の頭部方向に空調空気を吹き出す頭部用吹出口と、脚部方向に空調空気を吹き出す足元用吹出口を含んでいる。前部座席の乗員用としては、例えば、頭部用吹出口が周知のフェイス吹出口が利用でき、足元用吹出口が周知のフット吹出口が利用できる。後部座席の乗員用として、頭部用吹出口を天井部周縁に設け、足元用吹出口を全部座席下方又は後部座席下方に設ける。
【００２４】
図２に、後部座席の乗員用の吹出口の配置例を示す。図２においては、頭部用吹出口３０１が天井部周縁に設けられ、足元用吹出口３０２（図２においては隠れている。）が後部座席下方に設けられる。また、ドアにはドア部吹出口３０３が設けられる。図２においては、頭部用吹出口３０１から冷風が吹き出し、足元用吹出口３０２及びドア部吹出口３０３から暖風が吹き出しているが、それぞれの吹出口から吹き出す空調空気の温度は、設定温度及び外気温、日射量等に応じて制御される。
【００２５】
空気吸込ユニット４は、車室内の空気を吸い込み、吸い込んだ空気を図示しないダクトを介して空調ユニット３に戻すものである。循環式の空調を行わない場合は、吸い込んだ空気の一部又は全部を車外に排出してもよい。車室内の空気を吸い込むための吸込口は、個々の乗員に対応して設けられる。また、吸込口は、それぞれの乗員に対応して設けられる複数の吹出口の高さの中間の高さに設けられる。
【００２６】
図３に、空気吸込ユニット４の一例の概略構成を示す。図３の空気吸込ユニット４は、乗員用シート４０の着座面４１及び背もたれ面４２に設けられる吸込口４３、車室内の空気を強制的に吸い込むためのファン４４、ファン４４を駆動するモータ（図示せず）、吸込口４３から吸い込んだ空気を空調ユニット３又は車外に送るダクト４５を含んで構成される。なお、ファン４４を駆動するモータは、空調制御装置２からの信号に基づいて制御される。
【００２７】
図３に示す吸込口４３は、それぞれの乗員に対応して設けられる複数の吹出口の高さの中間の高さに配置されるので、それぞれの吹出口から吹き出した空調空気は、吸込口４３から吸い込まれる。したがって、図２に示すように、頭部用吹出口３０１から冷風を吹き出した場合、冷気が矢印３０４のように流れて乗員の足元まで到達せず、足元が冷えすぎることがなくなる。また、足元用吹出口３０２から暖気を吹き出した場合、暖気が矢印３０４のように流れて乗員の頭部に停滞することがなく、頭部が温まりすぎることがなくなる。
【００２８】
室温センサ５１は、車室内の複数領域の室温を検出するために設けられる。複数の領域は、少なくとも平面的に個々の乗員の存在領域に分割され、かつ立体的に複数の高さに分割された領域であり、例えば、乗員の座席毎に胸より上と胸より下に分割された領域である。このように分割する場合、室温センサ５１は、例えば、乗員の頭部位置近傍の室温と前記乗員の脚部位置近傍の室温を検出する。具体的には、乗員の頭部位置近傍の室温を検出するために、乗員用シートのヘッドレストに感温センサを配置し、乗員の脚部位置近傍の室温を検出するために、乗員用シートの着座部下方に感温センサを配置する。室温センサ５１の出力信号は空調制御装置２に読み取られ、空調制御装置２は、車室内の複数領域の室温を個別領域室温として取得する。
【００２９】
外気温センサ５２は、車外の気温を検出するセンサであり、日射量センサ５３は、車室内の日射量を検出するセンサである。車外の気温及び日射量は、上記した複数領域の目標温度や空調ユニット３から吹き出す空調空気の温度又は流量の制御等に利用される。車外の気温及び日射量の利用方法は、各種方法が提案されているので説明を省略する。
【００３０】
着座センサ５４は、個々の乗員の存在領域に乗員が実際に存在しているかどうかを検出するためのもので、具体的には乗員用シートの着座部に設けた圧力センサである。着座センサ５４の出力は、空調制御装置２に読み取られ、各座席に乗員が存在するがどうかが判断される。空調制御装置２は、後述するような個別領域室温に基づく空調空気の制御を、乗員が存在する座席についてのみ行う。
【００３１】
次に、図１の車両用空調装置を用いて車室内の空調を行う場合の動作について説明する。図４に、空調制御装置２の概略動作フローを示す。
【００３２】
車室内の空調開始が操作パネル１の操作部によって指示されると、ステップＳ１０１で、車両用空調装置の動作モードが自動モードであるかどうかを判断する。自動モードでない場合は、ステップＳ１０９に移り、操作部による手動設定に応じた空調を行うべく、必要な駆動信号を駆動部３１に対して出力する。
【００３３】
動作モードが自動モードである場合は、操作パネル１に設定された設定温度を読み込み（ステップＳ１０２）、各種環境センサの出力信号を読み込む（ステップＳ１０３）。環境センサには、室温センサ５１、外気温センサ５２、日射量センサ５３の他、着座センサ５４も含まれる。
【００３４】
ステップＳ１０４では、室温センサ５１が設置された領域毎の目標温度を演算する。目標温度は、操作パネル１に設定された設定温度と外気温及び日射量に応じて、乗員の存在領域毎、すなわち座席毎に目標温度を演算する。その際、座席の上方領域は、相対的に低い目標温度とし、座席の下方領域は、相対的に高い目標温度とすることにより、頭寒足熱が実現できる。なお、この場合、着座センサ５４の出力により乗員の存在しない座席については、個別の目標温度の演算を省略してもよい。
【００３５】
次いで、ステップＳ１０５で、空調ユニット３の状態センサ３２の出力信号を読み取り、さらに、室温センサ５１の出力信号とステップＳ１０４で求めた目標温度との差がなくなるように、対応する吹出口の空調空気の温度と流量の少なくとも一方を変化させるべく、空調ユニット３の駆動信号を演算する（ステップＳ１０６）。そして、演算した駆動信号を駆動部３１に出力し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０８で空調オフが検出されるまで、ステップＳＳ１０１以降の処理を繰り返す。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、個々の乗員のための乗員用吹出口から吹き出す空調空気の温度と流量の少なくとも一方を制御することにより、個々の乗員に対して最適な空調を提供することができる車両用空調装置等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態の車両用空調装置の概略構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態の車両用空調装置における後部座席の乗員用の吹出口の配置例を示す図
【図３】本発明の実施の形態の車両用空調装置における空気吸込ユニットの一例の概略構成を示す図
【図４】本発明の実施の形態の車両用空調装置における空調制御装置の概略動作フローを示す図
【符号の説明】
【００３８】
１・・・操作パネル
２・・・空調制御装置
３・・・空調ユニット
３１・・・駆動部
３２・・・状態センサ
３０１・・・頭部用吹出口
３０２・・・足元用吹出口
３０３・・・ドア部吹出口
４・・・空気吸込ユニット
４０・・・乗員用シート
４１・・・着座面
４２・・・背もたれ面
４３・・・吸込口
４４・・・ファン
４５・・・ダクト
５１・・・室温センサ
５２・・・外気温センサ
５３・・・日射量センサ
５４・・・着座センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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